教案-全国-2019_2020届高考物理总复习 第十七单元 选修3-4模块 第2讲 光的折射 全反射 光的干涉、衍射及偏振 电磁波教师用书（含解析）.docx

29光的折射全反射光的干涉、衍射及偏振电磁波选修3-4模块由“机械振动与机械波”“电磁振荡与电磁波”“几何光学”“相对论”等四个知识板块构成,考纲要求考查的有18个知识点和3个实验,其中重点考查的Ⅱ级考点有3个,分别是“简谐运动的公式和图象”“横波的图象”以及“光的折射定律”。近几年高考基本上采用固定形式考查该部分知识,一个多选题(或填空题),一个计算题,共计15分,选择题往往综合性比较强,但难度较低,计算题考查的内容基本上是在“机械振动与机械波”“几何光学”两部分轮换,难度中等。预计2020年高考对选修3-4的考查仍然将以“机械振动与机械波图象”和“光的折射定律”为主,考查热点可能有:(1)振动图象与波动图象综合问题;(2)利用折射定律及几何知识计算折射率;(3)波速、频率、波长之间的关系计算;(4)麦克斯韦电磁场理论,相对论的两个基本假设;(5)用单摆测量重力加速度;(6)用双缝干涉测量光的波长。要特别关注对简谐运动、机械波的周期性与多解性的考查,以及折射定律结合全反射的考查。第2讲光的折射全反射光的干涉、衍射及偏振电磁波1光的折射定律折射率(1)光的折射定律:折射光线与入射光线、法线处在同一平面内,折射光线与入射光线分别位于法线的两侧;入射角的正弦与折射角的正弦成正比。(2)光的折射规律与光的反射规律的区别:光的传播规律中,入射光线和反射光线在界面的同侧,光的传播速度不变;光的折射规律中,入射光线和反射光线分别在介质分界面的两侧,光的传播速度发生改变。【易错警示】(1)公式n=sinθ1sinθ2中,不论是光从真空射入介质,还是从介质射入真空,θ1总是真空中的光线与法线间的夹角,θ2总是介质中的光线与法线间的夹角。(2)折射率是由介质本身性质决定的,与入射角的大小无关。(3)折射率:光从一种介质射入另一种介质时,虽然入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数n,但是对不同的介质来说,这个常数n是不同的,这个常数n跟介质有关,是一个反映介质的光学性质的物理量,我们把它叫作介质的折射率。(4)介质的折射率与光速的关系:某种介质的折射率,等于光在真空中的速度跟光在这种介质中的速度之比。【温馨提示】(1)折射率与介质的密度没有关系,光密介质不是指密度大的介质。(2)同一种介质中,频率越大的色光折射率越大,传播速度越小。1.1(2019山东济南五中模拟)(多选)光从某种介质射入空气中,入射角i从零开始逐渐增大时,折射角r也随之增大,下列说法正确的是()。A.比值ir不变B.比值sinisinr不变C.比值sinisinr是一个大于1的常数D.比值sinisinr是一个小于1的常数E.入射角i增大到一定的值时,折射光线会消失【答案】BDE2全反射光导纤维(1)全反射现象:光传播到两种介质的表面时,通常要同时发生反射和折射现象,若满足了某种条件,光线不再发生折射现象,而要全部返回原介质中传播的现象叫全反射现象。(2)发生全反射的条件:①光从光密介质入射到光疏介质。对于两种介质来说,光在其中传播速度较小的介质,即绝对折射率较大的介质,叫光密介质;而光在其中传播速度较大的介质,即绝对折射率较小的介质叫光疏介质。光密介质和光疏介质是相对的。②入射角等于或者大于临界角。(3)临界角:折射角等于90°时的入射角。若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时,发生全反射的临界角为C,则sinC=1n。介质的折射率越大,发生全反射的临界角越小。(4)光导纤维:光导纤维的原理是利用光的全反射。【温馨提示】在解决全反射问题时,应根据题意分析光路,利用几何知识分析线、角关系,比较入射角和临界角的大小关系,看是否满足全反射条件。2.1(2019吉林长春教学质检)光导纤维由“内芯”和“包层”两个同心圆柱体组成,其中心部分是内芯,内芯以外的部分为包层,光从一端进入,从另一端射出,下列说法正确的是()。A.内芯的折射率大于包层的折射率B.内芯的折射率小于包层的折射率C.不同频率的可见光从同一根光导纤维的一端传输到另一端所用的时间相同D.若紫光以如图所示的角度入射,恰能在内芯和包层分界面上发生全反射,则改用红光以同样角度入射时,也能在内芯和包层分界面上发生全反射【答案】A3光的干涉、衍射及偏振(1)两种衍射图样:①小孔衍射,明暗相间的同心圆环,越向外,环间距离越小。②单缝衍射,明暗相间的平行条纹,中央条纹较宽,两侧条纹较窄。若用白光做单缝衍射实验,则中央亮处为白色。(2)光的干涉和衍射的关系:①光的干涉和衍射,都证明了光的波动性,只有波才可以发生干涉和衍射现象。②光的干涉和衍射有一定的联系,光的双缝干涉中就有光的衍射。③光的干涉条纹中,各条纹能量分布较均匀;而在光的衍射条纹中,中央亮纹所具有的能量,超过了总能量的一半。(3)自然光与偏振光:①自然光,自然光的一般概念是